스퍼터 코팅 및 동결 파단 해결책
주사 전자현미경(SEM) 또는 투과 전자현미경(TEM)으로 고품질 시료 이미지를 얻으려면, 시료는 전하(charging)를 방지하기 위해 전도성이 있어야 합니다. 시료가 전도성이 충분히 높지 않으면, 스퍼터 코팅 방법을 이용해서 전도성 막으로 빠르게 덮을 수 있습니다. 또한 탄소(carbon) 또는 전자-빔 증발기(e-beam evaporator) 코팅을 사용할 수 있습니다. 이러한 코팅은 시료를 보호하고, EM 이미지 명암(contrast)을 높이거나, 작은 크기의 시료들을 위해 TEM-grid 지지 막 같은 역할을 할 수 있습니다.
사용하기에 가장 적절한 코팅 기법은 시료의 특성, 분석하고자 하는 구조의 크기, EM 이미징을 위해 준비하는 데 필요한 방법에 따라 다릅니다. 일부 첨단 응용 분야의 경우 시료를 동결 파단하고 동결 에칭을 해야 할 수도 있습니다. 이 경우 냉각 운반과 극저온 상태에서 시료를 코팅하고 극저온 나이프로 시료를 파단하는 기능을 갖춘 기기가 필요합니다.
실온에서 저 진공 스퍼터 코팅기로 수행한 코팅부터 고 진공 및 심지어 극저온에서 수행한 코팅에 이르기까지, Leica 코팅 해결책은 다양한 요구 사항을 충족합니다. 기기는 기본 코팅부터 최첨단 동결 파단 응용 분야까지 시료 준비 작업 흐름을 개선하고 최적화하도록 설계되었습니다.
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전자 현미경 검사(EM)를 위해 시료를 코팅해야 하는 이유는 무엇입니까?
EM 이미징을 위해, 본질적으로 전도성이 없는 시료는 전하와 열 손상의 위험을 막기 위해 전도성 층으로 코팅을 해야 합니다. 경우에 따라, 얇은 금속 막은 이차 전자 신호 향상에 도움이 됩니다.
언제 탄소로 코팅해야 하나요?
탄소(C) 코팅은 일반적으로 투과 전자 현미경(TEM)을 위한 지지 막(support film)으로 사용됩니다. 탄소 박막은 일반적으로 수 나노미터 두께이고 TEM grid에 증착됩니다. 탄소 박막은 얇고 강하며 전자에 투과됩니다. 탄소 코팅은 보호 막 또는 층으로도 사용됩니다.
동결 파단이 사용되는 응용 분야는?
생물학 또는 유기 표본의 내부 미세 구조를 드러내기 위해, 표본을 극저온 온도로 냉각하고 물리적으로 부서지게 합니다. 전도성 층으로 코팅한 후에 드러난 표본의 미세 구조를 전자 현미경(EM)으로 검사합니다. 동결 파단은 전통적으로 세포 내 구조 (예, 세포 기관과 막)와 같은 생물학적 응용 분야에 사용됩니다. 그러나 최근 이 기법은 층(layers)과 유화 물질(emulsion)과 관련된 재료 과학 및 물리학에서 특정 응용 분야를 위해 관심을 받고 있습니다.
저 진공 스퍼터 코팅기는 중간 정도의 배율이 필요한 SEM 응용 분야를 위한 박막 증착이 가능합니다. 시료는 금(Au) 뿐만 아니라 백금(Pt) 및 금/팔라듐(Au/Pd)과 같은 다른 적합한 재료로 스퍼터 코팅할 수 있습니다.
고 진공 스퍼터 코팅기는 매우 미세한 입자 구조를 갖는 박막을 증착하고 고 분해능 SEM 분석을 가능하게 합니다. 또한 산화성 금속을 비롯한 광범위한 물질을 스퍼터링 할 수 있습니다. 이리듐(Ir), 텅스텐(W) 또는 티타늄(Ti)이 여기에 해당합니다. 때로는 완충 막(buffer layer)를 만들기 위해 크롬(Cr)을 스퍼터링합니다. 또한 고급 응용 분야나 다층 증착을 위해 고 진공 코팅기를 구성할 수 있습니다.
자세한 내용은 이 문서를 참조하세요
https://www.leica-microsystems.com/science-lab/expert-knowledge-on-high-pressure-freezing-and-freeze-fracturing-in-the-cryo-sem-workflow
https://www.leica-microsystems.com/science-lab/brief-introduction-to-freeze-fracture-and-etching
코팅
전하를 억제하고, 열 손상을 줄이고, SEM에서 지형(topographic) 검사를 위한 이차 전자 신호를 향상시키기 위해 탄소나 금속의 전도성 막으로 시료를 코팅합니다. 시료의 TEM 분석의 경우, 탄소 코팅된 grid를 사용하거나 시료 자체에 얇은 코팅 층이 필요할 수도 있습니다. Leica Microsystems의 코팅기 종류는 FE-SEM과 TEM에서 고 분해능 분석을 위한 Leica EM ACE600 고 진공 코팅기와 빠르고 편리하면서 직관적인 처리를 위해 완전히 자동화된 시스템으로 Leica EM ACE200 스퍼터 및/또는 탄소 실 코팅기로 구성됩니다.
동결 파단
동결한 표본의 내부 구조를 밝히기 위해, 전자 현미경으로 검사하기 위한 구조를 노출시키도록 물리적으로 파손될 수 있습니다. Leica EM ACE900 극저온 코팅기는 동결 파단 기법을 새로운 차원으로 끌어 올리며, 첨단 마이크로톰, 전자빔 소스를 포함하는 유연한 섀도잉 옵션, 회전 저온 스테이지 그리고 로드-락 운반 시스템을 갖추고 있습니다. TEM에서 replicas 고 분해능 분석과 Leica EM VCT500을 장착한 cryo SEM에서 블록 면 이미징이 이 기법의 결과들입니다. 극저온 스테이지와 VCT500 연결부가 장착된 Leica EM ACE600은 cryo SEM에서 드러난 표면을 이미징할 수 있는 동결 파단에 대한 해결책을 제공합니다.
동결 에칭
동결 에칭은 시료를 동결 파단 후 선택적인 단계로, 파단 면으로부터 더 많은 정보를 드러나게 합니다. 이것은 진공 상태에서 표면 얼음 층을 승화시켜 원래 숨겨져 있던 세포의 구성 요소들을 드러나게 하는 방식입니다. 시료를 올려 놓는 판(stage) 온도와 진공이 에칭률(ething rate)에 영향을 주고 있습니다. 재현성을 이루기 위해 stage의 정확한 온도 조절이 필요합니다. Leica EM ACE900 극저온 코팅기는 매우 다재다능한 장비로 TEM과 Cryo SEM 분석을 위한 동결 파단과 동결 에칭 기법에 대한 최상의 결과를 제공합니다.
